X線溶液散乱による情報伝達に関わる蛋白質の溶液構造の動態の研究

X射线溶液散射研究参与信息传递的蛋白质溶液结构动力学

• 批准号: 11160212
• 负责人: 片岡 幹雄
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11160212/
• 关键词: 光情報伝達; Photoactive Yellow Protein; 光反応中間体; X線溶液散乱; 光反応サイクル; 蛋白質・蛋白質相互作用; クエン酸

PYPは紅色光合成細菌から単離される水溶性の光受容蛋白質である。我々はPYPによる光情報変換の分子機構を理解するために、光吸収に伴うPYPの構造変化の検出、PYPの標的蛋白質との相互作用の解明を目的として研究を行っている。昨年度の研究の結果、PYPは光吸収により慣性半径が増加するような変化が起きることが明らかになっている。今年度は、PYPの光構造変化に対する様々な塩の効果について調べた。用いた塩は、リン酸などの無機塩、クエン酸、酢酸、プロパントリカルボン酸、グルタール酸などである。無機塩は、PYPの構造及び光構造変化、さらには光反応サイクルのキネティクスに影響を与えなかったが、有機酸由来の塩は、これらに影響を与えた。特に、クエン酸、プロパントリカルボン酸、グルタール酸ではその効果は顕著であった。X線溶液散乱の結果、これらの塩が、光反応中間体に特異的に結合していることが示唆された。リン酸ではこのようなことが起きない。この結果は、PYPの標的が蛋白質であって核酸ではないことを強く示している。さらに、酢酸ではこの効果が見られないことから、PYPと有機酸との相互作用には、2価以上の不電荷が必要であること、適当な分子サイズが要求されることなどが予想される。これらは、PYPが標的蛋白質を認識する上での重要な要因であると考えている。また、様々な変異体を作成し、その変異体の構造安定性と、光反応サイクルのキネティクスを調べたところ、熱変性の変性中点温度と光反応サイクルの時定数との間には強い相関が見られた。光反応中間体の構造は、部分的にほどけた構造であることを示唆する。X線溶液散乱により溶液構造を詳細に調べている。

PYP is a red photosynthetic bacterium. We aim to understand the molecular mechanism of PYP conversion, to study the molecular structure of PYP conversion, to analyze the molecular structure of PYP conversion, and to study the interaction between PYP target proteins. The results of last year's research show that PYP has increased the radius of inertia of light absorption. This year, PYP's optical structure is changed, and the effect is adjusted. Use of organic, inorganic, citric, acetic acid, hydrochloric acid, and hydrochloric acid. Organic acid is the source of organic acid, which is affected by the structure of inorganic acid, PYP and optical structure. Special acid, special acid X-ray solution scattering results, light reflection intermediates, specific binding, light reflection intermediates, etc. It's not like I'm going to be able to do this. As a result, PYP targets protein and nucleic acid. The interaction of organic acids with organic acids requires an appropriate molecular charge of more than 2. The important reason for understanding the target protein of PYP is to study it. The structural stability, optical reflectivity, and thermal stability of the material are discussed. The structure of the intermediate of optical reflection is different from that of the intermediate of optical reflection. X-ray solution structure is detailed.

项目成果

Mikio Kataoka: "Structures of photointermediates and their implication to the proton pump mechanism"Biochimica et Biophysica Acta. 101(印刷中). (2000)

Mikio Kataoka：“光中间体的结构及其对质子泵机制的影响”Biochimica et Biophysicala Acta 101（印刷中）。

岡利彦: "バクテリオロドプシンの光反応中間体の構造とプロトンポンプ機構"放射光. 12. 184-193 (1999)

Toshihiko Oka：“细菌视紫红质光反应中间体的结构和质子泵机制”同步辐射。12. 184-193 (1999)

片岡幹雄: "結晶解析ハンドブック"(日本結晶学会編)"共立出版. 673 (1999)

Mikio Kataoka：《晶体分析手册》（日本晶体学会编辑），Kyoritsu Shuppan 673 (1999)。

Toshihiko Oka: "Conformational change of helix G in the bacteriorhodopsin photocycle : Investigation with heavy atom labeling and X-ray diffraction"Biophysical Journal. 76. 1018-1023 (1999)

Toshihiko Oka：“细菌视紫红质光循环中螺旋 G 的构象变化：重原子标记和 X 射线衍射的研究”生物物理学杂志。